作者：Paul Studebaker
控制系統(tǒng)的健康管理至關(guān)重要。控制回路故障不僅出現(xiàn)在傳感器、變送器或主機(jī)連接中——因此，最好采用一種能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測、識別與診斷的方法。
三菱化學(xué)的鹿島工廠主要負(fù)責(zé)將石腦油加工制成乙烯、丙烯、裂化油及下游產(chǎn)品。該工廠憑借HART通信、帶內(nèi)部診斷功能的羅斯蒙特3051變送器以及艾默生過程管理AMS Suite資產(chǎn)管理軟件的創(chuàng)新結(jié)合，于2009年被評為HART年度工廠。此后，該工廠繼續(xù)探索新的方法，在節(jié)約上萬工時的同時，減少了意外停車時間。
“控制閥和變送器是我們最主要的維護(hù)項(xiàng)。我們的粘性樹脂會粘住閥門并導(dǎo)致變送器發(fā)送非線性信號。”本周在丹佛召開的2015年度艾默生全球用戶大會上，來自三菱化學(xué)公司儀表與維護(hù)小組的Atsushi Kondo在“三菱化學(xué)通過診斷與智能維護(hù)，降低了成本并延長了正常運(yùn)行時間”的演講中說。三菱化學(xué)儀表與維護(hù)小組經(jīng)理Takayuki Aoyama以及羅斯蒙特亞太產(chǎn)品經(jīng)理Bill Zhou也參加了此次會議。
當(dāng)閥門或信號出現(xiàn)問題時，該工廠過去的做法是通知維護(hù)工程師，對DCS、回路及設(shè)備進(jìn)行檢查；分析收集的信息；發(fā)現(xiàn)并修復(fù)異常閥門或狀態(tài)。整個過程費(fèi)時費(fèi)力，還會造成停車。而AMS不僅可以代替維護(hù)工程師執(zhí)行初步的準(zhǔn)備工作，還能節(jié)約勞動力、減少生產(chǎn)損失。
“AMS可以監(jiān)測所有設(shè)備。”Kondo說。“當(dāng)維護(hù)工程師趕到現(xiàn)場時，他們已經(jīng)了解了所有信息。”他向出席會議的人們介紹了工廠常見的三個問題并闡述了企業(yè)如何應(yīng)用自動化克服這些問題。
監(jiān)測儀表健康
在鹿島工廠，如果管道溫度下降，產(chǎn)品就會固化，工廠則停止運(yùn)轉(zhuǎn)，因此蒸汽伴熱至關(guān)重要。“報警聲一響，工程師會迅速作出響應(yīng)。”Kondo說。一般情況下，溫度下降不是問題。問題多出現(xiàn)在變送器的接線上，由于灰塵、潮濕或水造成短路或侵蝕連接。“變送器終端電壓是關(guān)鍵參數(shù)，一般呈線性，范圍在4-20mA。污垢或水會使其呈非線性。”解決方案是依據(jù)回路電阻進(jìn)行監(jiān)測及報警，這樣可以在問題嚴(yán)重并造成停車前，顯示回路電阻的變化。
同樣的方法還可用于檢測液位探頭上以及渦街流量計(jì)內(nèi)的污垢積累情況。“信號強(qiáng)度應(yīng)始終保持一致。”Kondo說。“如強(qiáng)度過低，我們就會通知進(jìn)行維護(hù)。”AMS將通過顯示系統(tǒng)健康參數(shù)來自動發(fā)出維護(hù)通知，紅色表示嚴(yán)重問題、黃色表示需要注意的問題。維護(hù)工程師則可在造成故障之前，輕松、快捷地確定問題所在。
診斷閥門摩擦力
許多工廠的電磁開關(guān)球閥都體積“龐大，很難進(jìn)行拆卸和維護(hù)。”Kondo說。因此，工廠會在兩年一次的停車期間對閥門進(jìn)行維護(hù)。但其間，閥門可能會由于粘性粉末而出現(xiàn)故障。“我們希望對閥門進(jìn)行監(jiān)測并對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測。”Kondo說。
當(dāng)閥門摩擦力增加時，閥門的行程速度會下降。安裝Fisher DVC智能定位器并通過AMS對其進(jìn)行監(jiān)測，維護(hù)工程師便可以及時了解執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動力的上升情況。由于對速度和驅(qū)動力有較高的要求，閥門依然由電磁閥驅(qū)動——定位器僅對閥門的響應(yīng)進(jìn)行報告。“這樣，我們就可以看到閥門何時由于粉末的積聚而開始出現(xiàn)粘連，從而制定維修計(jì)劃。”Kondo說。該工廠已經(jīng)從過去的定期閥門維護(hù)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃宇A(yù)測型維護(hù)。
提高維護(hù)效率
為了支持AMS，該工廠還為操作員系統(tǒng)添加了DeltaV OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器。AMS可針對回路及閥門檢查自動生成一組信號并對響應(yīng)情況進(jìn)行分析。“這樣可以使回路檢查的時間從三天縮短至12小時。”Zhou說。以前，檢查閥門通常需要兩名技術(shù)員，一名留在控制面板處，另一名在現(xiàn)場檢查。“現(xiàn)在，我們?yōu)殚y門分配了具體位置，DVC會對實(shí)際位置進(jìn)行測量并報告結(jié)果。除了進(jìn)行比較外，還會指示通過/不通過。”Zhou補(bǔ)充說。“過去需要五天時間，現(xiàn)在只需要四個小時。”
計(jì)劃停機(jī)期間，該工廠還對緊急停車系統(tǒng)（ESD）進(jìn)行了測試。“曾經(jīng)我們需要多名人員在控制室內(nèi)控制信號，觀察和檢查閥門。”Zhou說。“現(xiàn)在工作人員利用Excel程序生成一個可以發(fā)送設(shè)定點(diǎn)的定位腳本并在測試序列中檢查閥門響應(yīng)情況。”以前需要十天時間，如今只要一天就能完成。
“在日本，人工費(fèi)用很昂貴。”Zhou總結(jié)說。“AMS幫助三菱化學(xué)實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)場用更少的人力完成需要更多人力的工作。”